フランシウムは、アルカリ金属で、原子番号87の元素です。
フランシウムの基本情報
| 和名 | フランシウム |
|---|---|
| 英名 | Francium |
| 語源 | 発見者ペレーの祖国フランス (France) |
| 元素記号 | Fr |
| 原子番号 | 87 |
| 原子量 | (223) |
| 常温（25℃）での状態 | ー |
| 色 | ー |
| 臭い | ー |
| 密度 | 1.87 g/cm3 |
| 融点 | 27℃ |
| 沸点 | 677℃ |
| 発見者 | ペレー（フランス）[1939年] |
| 含有鉱物 | ピッチブレンド |
フランシウムの主な特徴
- 原子番号87のアルカリ金属元素で、周期表の第1族に属す
- 非常に放射性が強く、極めて不安定な元素であり、自然界にはごく微量しか存在しない
- 化学的には他のアルカリ金属（特にセシウム）と似た性質を持ちますが、天然における存在量は非常に希薄で、工業的・医療的用途は存在しない
- 最も安定な同位体 Fr-223 の半減期はわずか22分程度
フランシウムの歴史
発見
フランシウムは1939年、フランスの物理学者マルグリット・ペレイ（Marguerite Perey）によって発見されました。
彼女はアクチニウムの崩壊過程を分析する中で、新しい放射性元素の存在に気付き、これが後に Fr-223 として確認されました。
これは自然界で最後に発見された元素とされています。
名前の由来
元素名「フランシウム（Francium）」は、発見者の母国であるフランス（France）にちなんで命名されました。
当初は「アクチニウムK（AcK）」とも呼ばれていましたが、1939年に現在の名称が正式に採用されました。
フランシウムの主な用途
フランシウムは極めて短寿命かつ稀少であり、実用的な用途はありません。
微量しか得られず、また合成も難しいため、次のような用途に限られます：
- 原子物理学の研究： 原子スペクトル測定、相対論効果の検証など
- 基本定数の検証： 超重元素の電子構造理論の検証対象
- 教育的・理論的関心： アルカリ金属系列の周期性における重要な例
フランシウムの生成方法
フランシウムは以下のような方法で得られます：
- 自然生成： アクチニウム-227などのα崩壊によって微量に生成される
- 人工合成： トリウムやラジウムへの高エネルギー照射により Fr-223 を得る
合成される量はわずか数十万原子程度にすぎず、秤量可能な量の金属フランシウムは存在しません。
フランシウムを含む化合物
フランシウムは理論上、他のアルカリ金属と同様に+1価の化合物を形成すると考えられています。
ただし、実験的に確認された化合物はほとんどなく、次のような化学種が存在すると予測されています：
- FrCl（塩化フランシウム）
- FrOH（水酸化フランシウム）
- FrNO₃（硝酸フランシウム）
これらはすべて他のアルカリ金属の化合物と類似の構造・反応性を持つとされますが、実験室レベルでも極微量しか存在しないため、直接的な観測は困難です。
フランシウムに関する研究事例
フランシウムに関する研究は限られていますが、以下のような事例があります：
- レーザー冷却実験： 原子物理学の分野でフランシウムをレーザーで捕捉・冷却し、原子遷移の精密測定を実施
- 相対論的効果の研究： 重元素における電子構造の変化（s軌道の収縮など）を検証
- 周期律の拡張研究： セシウムやルビジウムとの比較により、アルカリ金属系列の性質を補完
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